Магнитные и магнитокалорические свойства сплавов Гейслера Ni-Mn-Sn с избытком Mn в рамках теоретического и экспериментального подходов

Данная работа посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию сплавов Гейслера Ni-Mn-Sn, близких по содержанию Ni и Mn. Согласно первопринципным расчётам, энергетически выгодными структурами аустенитной и мартенситной фазы композиции Ni${}_{43.75}$Mn${}_{46.875}$Sn${}_{9.375}$ являются регулярные гейслеровские структуры типа $L2_1$ (Fm3m, №  225) и $L1_0$ (Fmmm, №  69), обладающие различным ферримагнитным упорядочением магнитных моментов атомов Mn, расположенных в подрешётках Ni и Sn. С использованием решёточного гамильтониана Поттса — Блюме — Эмери — Гриффитса и метода Монте-Карло предсказана величина магнитокалорического эффекта $(\Delta S_{mag} \approx 1.3$ Дж/(кгК) и $T_{ad} \approx$ –0.6 К) в точке магнитоструктурного перехода при изменении магнитного поля от 0 до 2 Тл. В рамках эксперимента представлены результаты измерения температурных зависимостей намагниченности и теплоёмкости для композиции Ni${}_{43}$Mn${}_{46}$Sn${}_{11}$ в различных магнитных полях. Изменение намагниченности между аустенитной и мартенситной фазой в области перехода составляет около 55 Ам${}^2$/кг. Косвенная оценка величины $\Delta T_{ad}$ из теплоёмкости в области мартенситного превращения даёт $\approx$ –0.5 К при изменении магнитного поля от 0 до 2 Тл. Полученные теоретические результаты находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными.